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【产学研】点云生物无丝3D打印技术助力生物医疗用户开展仿生人工骨支架的研究

2022-03-29 09:00

　　由来自西安市第四军医大学西京医院骨科的团队，使用西安点云生物科技有限公司的3D打印机，应用无丝3D打印技术，在常温下构建基于胶原/羟基磷灰石的仿生活性人工骨支架，探讨该支架对骨髓基质干细胞(BMSCs)的体外生物学作用，并在《中华创伤骨科杂志》上发表论文《无丝3D打印技术常温构建仿生人工骨支架的研究》，该研究获得国家自然科学基金(81371982)的资助。

注释：以上图片截自上述论文

　　点云生物陶瓷3D打印机采用无丝打印技术，不需要预制打印丝线，能够直接将陶瓷材料在常温下逐点逐线逐层打印成型，支持自由配比复合化打印浆料，精确控制生物材料和活性细胞三维成型，进一步提高仿生活性人工骨支架孔径和孔隙率的可控性。实验将质量比为1：2的I型胶原与羟基磷灰石混合作为打印墨水，装载在3D打印机（点云）上进行打印仿生活性人工骨支架，且未在打印过程中引入其他的非原材料物质，可真正意义上直接打印生成支架。打印后的仿生活性人工骨支架孔径大小均一，孔道相互联通，材料横截面为不规则的蜂窝样结构，孔隙率显著提高。

注释：点云生物陶瓷3D打印机

　　通过实验发现，打印过程基本保留了材料本身的物理化学结构，不会产生细胞毒性，也不会改变材料本身对细胞的促成骨作用。细胞可良好粘附于打印支架，并沿着支架的联通通道增殖、迁移。成骨实验检测显示支架有显著性的促成骨作用。实验最终得出结论：常温无丝3D打印胶原/羟基磷灰石支架可在体外提供良好的环境供BMSCs粘附，并促进其增殖及成骨分化。但实验的不足之处在于胶原/羟基磷灰石本身材料特性导致的低力学强度使所构建的打印支架力学性能还不是很高，仅能应用于低载荷缺损。